应用程序启动速度的优化

应用程序启动速度的优化

大家好,又见面了,我是全栈君,今天给大家准备了Idea注册码。

Mac OS/Android在下面Static Initializer


Mozillaproject师通过优化Static Initializer(静态初始化,或全局建构函数, Global Constructor)和Binary布局来提升FireFox启动速度的文章。很有參考价值。

文章中以x86及x86-64平台为基础,以下加了Mac OS及Android上的binary布局。


什么是Static Initializer? 简而言之就是全局C++对象的初始化。

有人笑称一个C++程序的main()函数运行之前,可能该做事都做完了。这就是Static Initializer的影响。假设里面又有一层层依赖引用,就会大大影响启动时间。以下是一个演示样例程序:



MyClass oneClass(0x010203); const MyClass twoClass(0x010204); attribute ((constructor)) void foo(void) { printf(“foo is running and printf is available at this point\n”); } int main(int argc, const char * argv[]) { //do something here… }

前两个对象oneClass和twoClass即是使用了静态初始化的两个对象, 而foo函数则通过编译选项强制放到程序的初始化段(init segement)中,在程序初始化时就会运行。以下即终于在Mac OS上的布局:
应用程序启动速度的优化

在Android ARM ELF中则是以下这个布局:
应用程序启动速度的优化


FireFox的优化

在Mozillaproject师的文章[链接]中,基于Firefox 4.0b8在x86及x86-64的測试数据发现例如以下的平均启动时间:

平均启动时间(ms) Pages Read Bytes Read
x86 3,228.76 ± 0.57% 4,787 19,607,552
x86-64 3,382.0 ± 0.51% 5,874 24,059,904

使用systemtap[链接]能够得到一个訪问核心库libxul.so的access pattern: 应用程序启动速度的优化

  1. 红点表示从磁盘载入的页数
  2. 红线则是在文件里的定位(seek)操作
  3. 背景中的色块代表了.rel.dyn/.rela.syn(红色)。.text(粉色),.rodata(绿色),.data.rel.ro(淡绿色)。

Static Initializers

在開始时那些垂直的线段正是Static Initializers运行的时间,占去了不少的时间。解决之道就是降低static initializers。特别留心那些全局变量、静态变量。

以这样的方法分析了一下,一共同拥有237个static initializers,当中147是由cycle collection globals所引入的。经过修正后cycle collection的全局对象降到一个,整个情况并未有大的改观:

平均启动时间(ms) Pages Read Bytes Read
x86 3,216.1 ± 0.59% 4,656 19,070,976
x86-64 3,488.14 ± 0.75% 5,759 23,588,864

以下是新的I/O access pattern: 应用程序启动速度的优化

I/O尽管有所降低,事实上还有很多其他内容的读操作在static initialization前已经发生了,所以还有别的工作须要做。

Reordering objects

还有一工作即是又一次布局binary, 让内核须要的数据能够尽快获取。之前Taras的一个研究发现仅仅要做些toolchain上的变更就能够实现。

使用Taras的icegrind做了优化后。改进变得明显了:

平均启动时间(ms) Pages Read Bytes Read
x86 2,939.18 ± 0.81% 4,129 16,912,384
x86-64 3,247.64 ± 0.68% 5,254 21,520,384

I/O pattern: 应用程序启动速度的优化

Packing Relocations

最后,再能够通过降低relocation段。来优化启动时间。

这样能够有效降低I/O,以及dynamic relocations section,也能减小程序包。

我使用的工具在这里。參考:关于通过调整ELF优化启动时间以下是终于的效果:

平均启动时间(ms) Pages Read Bytes Read
x86 3,149.32 ± 0.62% 4,443 18,198,528
x86-64 3,191.58 ± 0.62% 4,733 19,386,368

I/O Pattern例如以下: 应用程序启动速度的优化

这是一个晦涩的主题,非党值得深入研究。能够从作者提供的链接入手展开。我水平有限。抛砖引玉,期待着更为深入的阐述。

转载请注明出处: http://blog.csdn.net/horkychen

參考

1. How to Make Startup Suck Less (Also Reduce Memory Usage!)

2. Death by static initialization

3. icegrind - Valgrind Plugin for optimizing Cold Startup

4. Resolving ELF Relocation Name / Symbols

5. Static initializers

6. ELF for ARM Architecture

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